FM黑电台监测系统方法研究

常 山，顾海亮

（天维讯达（北京）科技有限公司，北京 100041）

FM黑电台监测系统方法研究

常 山，顾海亮

（天维讯达（北京）科技有限公司，北京 100041）

本文首先研究了FM广播电台通信原理，通过搭建FM监测接收系统平台，然后对测试结果进行统计分析，验证了FM黑电台监测平台方法的可行性。

无线通信；FM；电台；监测系统；无线电传播

1 引言

FM黑电台是未经无线电管理部门批准、私自架设的“黑广播”。此类广播借助无线通信媒介，肆意传播虚假医药广告信息，欺骗广大消费者，并影响其他FM电台的正常工作，尤其对民航飞行安全造成隐患。目前FM黑电台监测方法主要采取人工监听的方式进行，通过人工识别黑电台，统计一定区域内黑电台信息。由于黑电台广播的随机性及多样性，人工监听时，无法对无线电FM广播进行多路24小时无缝监听，在管理上存在一定困难。另外，针对FM黑电台广播的区域性特点，有限的人力无法监听更大范围的黑电台广播信号。因此，随着社会的发展，传统的FM黑电台监听方式，已不能满足错综复杂的无线电电波。

为解决上述问题，本文研究了FM黑电台监测系统的方法用于黑电台的智能监听及识别。首先，研究了FM广播电台的基本原理，根据广播通信原理，构建硬件测试平台，然后根据现有条件搭建监听系统平台，验证了监测系统的可行性，最后研发了一套用于自动监测FM黑电台的系统。

2 FM广播电台通信原理

广播电台传播是把声音通过话筒转换成音频电信号，经放大后进行载波调制，这时高频载波信号的某一参量随着音频信号作相应变化，使我们要传送的音频信号包含在高频载波信号之内，高频信号再经放大，然后高频电流经天线，形成无线电波向外发射，无线电波传播速度为3×108m/s。无线电波再经收音机天线接收、放大、解调，还原为音频电信号，送至音响设备播放。

收音机是一种小型的无线电接收机，主要用于接收无线电广播节目，收听无线电发射台信息。我们一般用的收音机都是FM收音机，FM收音机可以接收的波段一般是在87.5-108MHz。同时，部分收音机也可以接收AM（调幅）信号，AM可以接收到的波段为530-1710kHz，这个波段一般都是国外的广播电台，故本文不做研究。

调频（FM）是用音频信号去调制高频载波的频率，使高频载波的频率随信号而有规律的变化，载波的幅度保持不变。如图1所示：

图1 FM调制

FM黑电台监听主要搭建多路FM信号接收设备，对FM广播频段内所有工作信道进行监听，把从天线接收到的高频信号经检波（解调）还原成音频信号，送入监听平台系统进行智能识别。除此之外，还需要监测各个信道的功率电平值（RSSI）及信噪比（SNR）等技术指标，用于统计信道使用情况，分析FM电台在特定区域的基本工作情况。

FM是一种古老并行之有效的无线电广播。电波在自由空间传播时，为受众传播音响、新闻咨询等信息，FM广播正常有序的发展，对社会至关重要。实际情况下，无线电环境错综复杂，擅自设置无线广播电台屡见不鲜，严重扰乱了社会秩序。因此，大力打击FM黑电台是无线电管理部门刻不容缓的常态化工作任务。

3 监测系统平台

为了验证黑电台监测系统的可行性，笔者在实验室内进行了硬件验证平台搭建。通过搭建监测接收系统，利用截取的黑电台广播音频数据，在不同频率模拟播放“黑广播”信号，通过笔者设计的黑电台多路监听设备进行模拟监听，得到了监测信道的多项音频数据，并通过对语音数据进行智能识别分析，判定目标信道黑电台疑似概率，上传至系统平台及用户。

3.1 硬件验证平台搭建

由于实际黑电台发射频率不固定、时间随机，并且一定区域内的黑电台内容单一，无法随时得到大量不同类型的黑电台数据。笔者先收集了不同区域、不同类型的黑电台数据，然后在实验室室内利用FM微型发射器模拟黑电台工作环境。使用自主设计的黑电台多路语音监听设备、工业控制计算机及必要的接收配件搭建监测系统。如图2所示：

图2 语音监听系统平台

核心处理平台配备笔者团队开发的语音识别平台，用于对广播语音进行识别、统计、分析工作。由于实际情况中，广播电台的频道数量随时间不固定，笔者通过语音识别平台实时对广播环境进行搜索，将新发现的电台语音存储至存储器，利用语音识别平台进行处理，该设计方案可同时监听多路语音信道，并具有监听信道可扩展性，利于更复杂的FM广播环境。

3.2 监测接收系统搭建

为了得到不同频率、不同时间、不同类型黑电台的测试结果，笔者对测试环境安排如下：

⊙ 黑电台测试频率（FM微型发射器模拟）：88.0MHz、95.5MHz，104.5MHz，106.0MHz。

⊙ 广播电台测试频率（正常广播电台）：88.7MHz，90.0MHz，97.4MHz，103.9MHz。

⊙ 测试环境：实验室。

⊙ 硬件平台（自开发）：黑电台语音监听设备。

⊙ 软件平台（自开发）：智能语音识别系统平台。

实验地点选择在国家无线电监测中心检测中心实验室，实验验证示意图如图3所示。

图3 现场实验环境示意图

软件处理平台功能图如图4所示。

实际验证时，首先将测试用大部分电台打开，随时间变化增加打开电台数量，然后运行智能监听平台，进行自动监听。为了减少测试环境和接收天线对测试结果的影响，笔者选择将所有模拟电台集中靠近接收天线放置，保证接收系统接收到的信号指标更好。对于语音智能分析，所有语料均送入监测系统语料库进行比对，针对电台数据进行更全面的分析；同时，引入信号电平（RSSI）、信噪比（SNR）以及统计广播电台特征，以便更快速的判定黑电台。

3.3 监测结果分析

本次模拟实验，使用了4个正常广播电台、4个模拟黑电台，共8组测试数据。笔者对这8组监测数据进行统计分析。按照统计分析出来的黑电台数量，与实验情况进行比对，如图5和图6所示：

图5 实际广播电台情况

图6 监测系统判定黑电台情况

图5和图6中，横坐标为8个小时测试时间，图中曲线为电台数量。图5为随时间增加的电台数量情况，图6为监测系统判定黑电台数量情况。从图中可以看出，经过监测系统判定黑电台总数量为3个，比实际情况少1个，这主要由于笔者语料库尚不健全，后期完善语料库后效果会更加明显。通过本次实验，验证该方案是可行的。为了得到更加准确的测试结果，需要收集大量的语料信息以完善语料库，同时还需要针对不同的测试环境拟合出不同的测试方案。

4 结束语

本文以黑电台监测方向为背景，首先研究了广播电台的原理，通过搭建监测系统，对系统进行模拟实验，对监测数据进行统计分析，计算一定区域内的广播电台使用情况，验证了智能监测系统方案的可行性。

[1] （美） Andreas F. Molisch．无线通信（第二版），北京：电子工业出版社，2015

[1] 最高人民法院，最高人民检查院．关于办理扰乱无线电通讯管理秩序等刑事案件适用法律若干问题的解释，2017.6

河北省承德无线电管理局积极推进无线电管理领域行政执法与刑事司法衔接工作

河北省承德无线电管理局（以下简称“承德无管局”）切实采取四项措施扎实推进无线电管理领域相关工作。一是完善制度建设。结合新修订的《中华人民共和国无线电管理条例》以及河北省、承德市的行政执法制度，进一步梳理和完善无线电管理行政执法工作制度和流程。二是加强平台运行管理。2017年9月1日，承德无管局正式纳入全市行政执法与刑事司法衔接信息共享平台，明确了专人、专机、专网，确保无线电管理相关案件信息及时、全面、规范地录入平台。三是组织开展培训。举办无线电管理相关法律法规的业务培训，积极对照《行政处罚案卷评查评分细则》，对无线电管理行政处罚案卷进行检查，确保符合相关规定。四是加强监督问责，确保严格依法依规开展案件移送和办理工作，严格按照规定及时准确录入案件信息。

Research and Implementation of FM Radio Monitor System

Chang Shan, Gu Hailiang
(RadioSky (Beijing) Technology Co., Ltd., Beijing, 100041)

This paper digs into the principle of communication of FM broadcast station and identifies the feasibility of black radio’s monitoring way through building FM computing platform of monitoring and reception and analyzing the test result.

Wireless communication; FM; Broadcast station; Monitoring system; Wireless radio transmission Communication; FM; Radio; Monitoring system; Radio transmission

10.3969/J.ISSN.1672-7274.2017.11.021

TN92

1672-7274（2017）11-0062-03